基于 MWORKS 的刺梨智能采收机械仿真系统

一、获奖团队介绍

• 参赛院校：贵州大学
• 指导教师：郑乐
• 团队成员：吴成达、张克洋、张梓毅

二、案例简介

本作品面向贵州刺梨人工采收效率低、成本高、易致伤的产业痛点，基于MWORKS平台搭建采收机械数字样机，融合机器视觉感知、多体动力学仿真与多关节协调控制技术，可完整复现刺梨无损采收作业全流程，有效降低物理样机研发成本，为智能农业装备数字化设计提供可复用技术范式。

三、技术路线

采用“机械建模→感知构建→控制部署→视觉检测→仿真评估”五层递进式技术架构：

1. 机械层：构建适配山地的履带式底盘与耙型末端执行器的多体动力学模型
2. 感知层：集成角度、位移传感器，实现运动轨迹的实时精确反馈
3. 视觉层：通过HSV颜色分割与轮廓检测，输出刺梨目标中心像素坐标
4. 控制层：部署带抗积分饱和、输出限幅的PID位置闭环控制，保障运动平稳
5. 仿真层：依托MWORKS完成动力学求解、曲线分析与多维度性能验证

四、核心功能

1. 采收机械多体动力学精准建模，完整还原关节惯性、耦合与约束特性
2. 基于HSV颜色空间的刺梨智能识别，支持目标坐标自动输出与批量采集
3. 带工程保护的PID闭环控制，实现无超调、零稳态误差的平稳运动
4. 单果实采收全流程虚拟仿真，覆盖回转调姿、俯仰对位、伸缩进给完整动作
5. 多维度性能量化评估，支撑装备参数整定与虚拟调试优化

版本说明

*V0.0.1，2026-07-08 09:28**

• 初始版本

使用许可

本模型库版权由贵州大学蓝桥杯参赛团队版权所有，未经许可，不得用于商业用途。